[发明专利]一种强化脱氮除盐的二次铝灰处理方法

说明书

本发明属于铝工业危险废物处理技术领域，具体涉及一种强化脱氮除盐的二次铝灰处理方法。该方法以碱、酸联合分选方法强化铝灰脱氮除盐过程，并采用微波促进铝灰水解反应，达到脱氮除盐的目的，将铝灰无害化处理的同时得到高纯氧化铝材料。通过本技术方案，能够完全实现活性组分的解离和盐组分的浸出，制得的高纯氧化铝材料杂质含量少，产品纯度较原湿法工艺提升明显，可以作为包括刚玉、电解铝的优质铝质原料；无次生废物产生，筛分得到的金属铝片供给金属铝生产，蒸发结晶得到的混合盐作为铝加工的助熔剂，氨气通过稀硫酸吸收得到的硫酸铵作为产品外售处理，完全实现了铝灰的资源再利用。

技术领域

本发明涉及铝工业危险废物处理技术领域，具体涉及一种强化脱氮除盐的二次铝灰处理方法。

背景技术

铝灰是铝电解和铝加工过程中产生的一种危险废物，主要成分为金属铝及其氧化物、氮化铝(AlN)、氟化物、无机盐等，具有较高的回收利用价值。铝灰又分为一次铝灰和二次铝灰，其中，原铝生产或再加工过程中产生不熔于铝液的浮渣，称为一次铝灰；一次铝灰回收过程中产生的灰渣，称为二次铝灰。因一次铝灰在回收金属铝时需加入氯化盐等添加剂，产生的二次铝灰中含大量的盐分，故又称盐饼。

铝灰无害化处理的关键在于二次铝灰的无害化处理，二次铝灰无害化处理的主要目的是脱除二次铝灰中的氮、氟和盐，在进行无害化处理的同时，得到杂质成分较低的高值物料。

现有二次铝灰无害化处理的主要方法有：湿法处理工艺和火法处理工艺；其中，火法处理工艺是将铝灰中的有害成分通过高温烧结的方式排除，该方法工艺简单，但能耗较高，辅料消耗量大，焙烧后的烟气处理难度高，脱氮脱盐不完全；湿法处理工艺利用铝灰水解反应，脱除氮和可溶性盐。

二次铝灰常规的湿法处理工艺采用水作为溶剂，能够部分实现活性组分的解离和盐组分的浸出，但存在如下不足之处：

1、氮化铝水解程度不够，盐组分脱除率不高，产品杂质较高，影响产品高值化利用；

2、反应时间长，需要多段连续反应，投资成本较高，占地面积较大；

3、二次污染控制难度大，氨气存在逸散的风险，同时废水产生量大，处置成本高，从而影响该技术的推广利用。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种强化脱氮除盐的二次铝灰处理方法，该方法以碱、酸联合分选方法强化铝灰脱氮除盐过程，并采用微波促进铝灰水解反应，杂质去除率高，无次生废物产生，能够有效实现二次铝灰的高值资源化利用。

本发明公开了一种强化脱氮除盐的二次铝灰处理方法，包括：

步骤1、将二次铝灰进行破碎、筛分，获得筛上物金属铝片；

步骤2、将步骤1得到的筛下物与外加剂、水投加到调浆罐中，进行微波强化水解反应，反应产生的废气经过烟气处理后达标排放；

步骤3、待反应结束，将料浆过滤，清水洗涤数次，分离出滤液和无机骨料，分离出的无机骨料检测氮、氟含量，不满足环保要求则返回到步骤2重新进行水解反应，满足要求则作为产品外售处理；

步骤4、向步骤3得到的滤液加入pH调节剂，控制调整pH值，直至反应结束；

步骤5、将步骤4得到的料浆进行固液分离，分离后的固相经压滤、烘干，得到高纯氧化铝材料；分离后的液相经蒸发结晶，得到混合盐。

作为本发明的进一步改进，所述步骤1中二次铝灰破碎的粒度为100~200目。

作为本发明的进一步改进，所述步骤2中外加剂为可溶碱性盐或酸，所述可溶碱性盐包括碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠中的一种或多种，所述酸包括盐酸、硫酸中的一种，所述外加剂的添加量为所述筛下物质量的2.0~10.0％。

作为本发明的进一步改进，所述步骤2中水的添加量为所述筛下物质量的2~10倍。